WO2019115085A1 - Heating unit for a system for providing an inhalable aerosol - Google Patents
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- WO2019115085A1 WO2019115085A1 PCT/EP2018/079946 EP2018079946W WO2019115085A1 WO 2019115085 A1 WO2019115085 A1 WO 2019115085A1 EP 2018079946 W EP2018079946 W EP 2018079946W WO 2019115085 A1 WO2019115085 A1 WO 2019115085A1
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Definitions
- Heating unit for a system for providing an inhalable aerosol
- the present invention relates to a heating unit for a system for providing an inhalable aerosol. Furthermore, the present invention relates to a use of a heating unit in a system for providing an inhalable aerosol, and a method for operating a heating unit.
- the prior art discloses systems having heaters for providing inhalable aerosols that heat a substance for forming the aerosol.
- the substance may be liquid or solid.
- a substance comprising tobacco or a tobacco-like product will not be burned as in a conventional cigarette but merely heated without burning the substance to thereby obtain an inhalable aerosol.
- WO 2013/034456 A1 describes the construction of a system in which a substance, such as tobacco or a tobacco-like product, is heated on a surface or in the vicinity of the surface of a heating element until a nicotine-containing and / or flavor-containing aerosol is produced.
- the formed aerosol can be inhaled by a user using a mouthpiece.
- US 2017/0095003 A1 describes an admixture of a magnetic powder to the substance.
- a coil on a heating element of the system registers a change in inductance to detect if the substance used is compatible with the system.
- a similar technique is described in US 2016/0302488 A1, in which markers in the substance can be detected spectroscopically.
- An optical recognition of the substance by means of a diode and detector is described in WO 2017/029089 A1 and a detection of the substance by means of capacitive measurement is described in WO 2015/140312 A1.
- the techniques described above have the disadvantage that, prior to use with the inhalable aerosol delivery system, the substance must be labeled to identify the substance as being compatible with the system and / or the heating unit used therein. Also complex evaluation units, such as optical systems, induction and / or capacitance meters are necessary for such detections.
- WO 2016/150922 A2 Another technique for detecting a substance is described in WO 2016/150922 A2.
- WO 2016/150922 A2 it is proposed to record the course of the heating resistance of the heating element during the generation of the aerosol and to compare it with a reference value in order to identify compatible / non-compatible substances.
- the heating elements commonly used in the systems have, because of the limited physical dimensions and the associated limited power supply options, a very low internal resistance of about 1 ohm.
- a heating unit with which substances can be detected inexpensively and with little effort, which are not compatible with the system and / or with the heating unit.
- the heating unit according to the invention for a system for providing an inhalable aerosol has for this purpose:
- At least one substrate having at least one heating element for heating a substance for forming the inhalable aerosol and at least one temperature sensor element for Detecting a temperature of the heating element, wherein an internal resistance of the
- Temperature sensor element is greater than an internal resistance of the heating element; and at least one control means connected to the heating element and the
- Temperature sensor element and adapted to:
- the substrate may comprise or consist of a pressed and sintered ceramic.
- Particularly suitable materials for the substrate are, for example, metal oxides such as aluminum oxide or zirconium dioxide.
- the heating element may be an electrical heating element, for example a resistance conductor track arranged on the substrate, and may be operated for heating or vaporizing the substance in a temperature range from 200 ° C to 400 ° C. However, the heating element can be operated, at least temporarily, even in a higher temperature range, for example at about 550 ° C for cleaning the heater. Typically, the heating element has an internal resistance of about 1 ohm.
- the temperature sensor can be arranged, for example, in thin-film technology on the substrate.
- the temperature sensing element may be a temperature dependent resistor, such as a PT100 or a P1000, and may be disposed on or near the heating element for sensing the temperature of the heating element.
- the temperature sensor element has an internal resistance of 100 or 1000 ohms at 0 ° C., which increases with increasing temperature.
- the control means may comprise an electrical or electronic circuit, such as a programmable circuit, and be disposed within the system and comprise means for
- Detecting at least one temperature value from the temperature sensor element Determining a decision value based on the temperature value and at least one stored reference temperature value, and
- the term "reference current profile can be understood in this context as applying a predefined electrical current over a predefined period of time to the heating element.
- the current over the predefined period of time may be constant, but also vary as a function of time and / or increase / decrease substantially constant over the predefined time period.
- the detection of the temperature value can take place continuously or once at a specific time / points in time after the heating element is subjected to the reference current profile. If the temperature sensor element is a temperature-dependent resistor, the temperature value can be determined from a resistance value of the temperature-dependent resistor. The decision value can then be determined from a comparison of the temperature value and a stored reference temperature value. In the simplest case, this can be done by comparing only the two values.
- the decision value can also be determined from a comparison of a plurality of temperature values and reference temperature values, for example continuously.
- the decision value can be determined from the sum of the differences between the temperature values determined in the predefined period of time and the corresponding reference temperature values.
- the determined decision value (s) may then be compared to a threshold that may be stored in the control means and, for example, define a maximum error. If this limit is exceeded or undershot, an indication is provided that the currently used substance for generating the aerosol, which is arranged on the heating element and heated by the heating element is not compatible.
- the indication may be provided as an electrical signal at an output of the control means and / or generated as a logical signal within the control means and further processed in the control means.
- the indication in the control means may cause an immediate shutdown of the heating element or the output of an optical or acoustic signal.
- the invention is based on the surprising finding that the temperature values of the temperature sensor element are due to the use of a separate temperature sensor element can be detected with a higher internal resistance than the internal resistance of the heating element very accurately and with little effort and therefore cost.
- the exact temperature values are then simply compared to reference temperature values to find out for the applied reference current history whether the currently used substance for generating the aerosol is compatible with the heating element / system.
- the heating unit has at least one energy supply means and the control means is adapted to apply the heating element via the power supply means with the reference current profile and the temperature value is proportional to the height of the reference current.
- the power supply means may be adapted upon receiving an indication from the control means to cut off the power supply of the heating element.
- control means is adapted to determine the temperature value during the reference current waveform at a predetermined time.
- control means is adapted to determine at least two, preferably a plurality of temperature values, at predetermined times during the reference current profile, and to determine the decision value between the temperature values and stored reference temperature values.
- control means is adapted to determine the decision value from the difference of the temperature value (s) and the reference temperature value (s).
- the heating element and the temperature sensor element are arranged separately and adjacent to one another on the same side of the substrate, in particular in thin-film technology on the same side of the substrate.
- the heating unit has at least one electrically insulating layer, wherein the electrically insulating layer is arranged at least in regions on the heating element and / or the temperature sensor element.
- the heating unit has a housing with a receptacle for holding the substance for forming the inhalable aerosol, preferably the receptacle is adapted to hold the substance immediately adjacent to the heating element and / or surrounding the heating element.
- the invention also proposes a use of a heating unit according to the invention in a system for providing an inhalable aerosol.
- the invention proposes a method for operating a heating unit for a system for providing an inhalable aerosol, comprising the steps:
- At least one heating element having at least one reference current profile detecting at least one temperature value of at least one temperature sensor element arranged on a substrate with the heating element for heating a substance for forming the inhalable aerosol, wherein an internal resistance of the temperature sensor element is greater than an internal resistance of the heating element;
- determining the decision value includes:
- determining the decision value includes:
- the decision value is determined by the difference of the temperature value (s) and the reference temperature value (s). In another example, the decision value is determined from the sum of the differences between the temperature values determined in the predefined period of time and the corresponding reference temperature values.
- the threshold is set by:
- Detecting the reference temperature value during the reference current waveform preferably detecting a plurality of reference temperature values at predetermined times during the reference current waveform
- known reference substance may be a known substance, an ideal substance, or also a test substance which is compatible with the system for providing the inhalable aerosol and / or the heating unit.
- the "reference substance” may be an original product of the manufacturer. The determination of the limit may be made once by the manufacturer or by a distributor prior to the sale of the system, and the reference temperature value may remain stored in the control means for the life of the system.
- Figure 1 is a schematic sectional view of a system for providing an inhalable aerosol with a heating unit according to an embodiment of the invention
- Figure 2 is a schematic sectional view through a system for providing an inhalable aerosol with a substance arranged thereon for forming the inhalable aerosol and a heating unit according to an embodiment of the invention
- 3 shows a method for operating a heating unit according to a
- FIG. 1 shows a schematic sectional view through a system 1 for providing an inhalable aerosol with a heating unit 3 according to an embodiment of the invention.
- the heating unit 3 shown has a substantially cylindrical housing 5 with a receptacle 7 for holding a substance for forming the inhalable aerosol.
- the receptacle 7 is designed substantially cylindrical to hold a likewise cylindrical or tubular substance arranged.
- the heating element 11 is arranged meander-shaped on a substrate 9.
- the heating element 11 has a resistance conductor track and is applied to the substrate 9 in thin-film technology.
- the substrate 9 is formed in the embodiment shown from a plate pressed and sintered ceramic of alumina. When a current flows through the resistor track, the resistor track heats up and can thereby heat a substance disposed thereon.
- the substrate 9 shown is designed tapering towards its end region or in the shape of an arrow. In embodiments not shown, the substrate 9 may also be formed from other materials and / or configured differently, such as rectangular or triangular.
- the temperature sensor element 13 shown in FIG. 1 is likewise designed in meandering fashion and can be arranged on the substrate 9, as well as the heating element 11, in thin-film technology. In an embodiment not shown, the temperature sensor element 13 may also have a separate housing. It is advantageous in the embodiment shown, the very good thermal coupling between the temperature sensor element 13 and substrate 9, and that the internal resistance of the temperature sensor element 13 is greater than the internal resistance of the heating element 1 1, thereby simplifying detection of temperature, or temperature changes compared to a direct Allow measurement on the heating element 11.
- the heating element 11 shown and the temperature sensor element 13 are connected to a control means 15 in the embodiment shown.
- the control means 15 may comprise an electrical or electronic circuit, such as a programmable circuit.
- control means 15 comprises means for applying a reference current waveform to the heating element 17, means for detecting 19 at least one temperature value from the temperature sensor element 13, means 21 for determining a decision value based on the temperature value and at least one stored reference temperature value, and means for providing 23 an indication if the decision value exceeds or falls below at least one threshold.
- these means 17-23 are implemented electronically in the control means 15. In embodiments not shown, these means 17 - 23 but also by separate electronic circuits in the control means 15 may be realized.
- a power supply means 25 which is connected to the control means 15 and for the power supply of the control means 15, as well as the heating element 11 and the temperature sensor element 13 is used.
- FIG. 2 shows a schematic sectional illustration through a system 1 for providing an inhalable aerosol with a substance 27 arranged thereon for forming the inhalable aerosol and a heating unit 3 according to an embodiment of the invention.
- the system 1 shown corresponds to the system 1 already shown in FIG. 1, with the difference that a substance 27 for forming the inhalable aerosol has been introduced into the receptacle.
- the substance 27 comprises a tobacco or a tobacco-like product and forms the aerosol when the substance 27 is heated with the heating element 11.
- FIG. 3 shows a method for operating a heating unit for a system for providing an inhalable aerosol according to an embodiment of the invention.
- the illustrated method 1000 of operating a heating unit for an inhalable aerosol delivery system comprising the steps of:
- Temperature sensor element disposed on a substrate with the heating element for heating a substance for forming the inhalable aerosol, wherein an internal resistance of the
- Temperature sensor element is greater than an internal resistance of the heating element
- Determining 1030 a decision value based on the temperature value and at least one stored reference temperature value
- FIG. 4 shows a method 1100 for setting a limit value according to an embodiment of the invention.
- the method 1 100 shown has the following steps for this purpose:
- Detecting 1130 the reference temperature value during the reference current waveform preferably detecting a plurality of reference temperature values at predetermined times during the reference current waveform;
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Abstract
The invention relates to a heating unit for a system for providing an inhalable aerosol, comprising: at least one substrate (9) having at least one heating element (11) for heating a substance (27) for forming the inhalable aerosol and at least one temperature sensor element (13) for detecting a temperature of the heating element (11), wherein an internal resistance of the temperature sensor element (13) is greater than an internal resistance of the heating element (11); and at least one control means (15) that is connected to the heating element (11) and to the temperature sensor element (13) and is adapted to: apply a reference current profile to the heating element (11), detect at least one temperature value of the temperature sensor element (13), determine a decision value based on the temperature value and at least one stored reference temperature value, and provide an indication if the decision value falls below or exceeds at least one threshold value. The present invention also relates to a use of a heating unit and a method (1000) for operating a heating unit.
Description
Heizeinheit für ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols Heating unit for a system for providing an inhalable aerosol
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizeinheit für ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung einer Heizeinheit in einem System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Heizeinheit. The present invention relates to a heating unit for a system for providing an inhalable aerosol. Furthermore, the present invention relates to a use of a heating unit in a system for providing an inhalable aerosol, and a method for operating a heating unit.
Aus dem Stand der Technik sind Systeme mit Heizern zur Bereitstellung von inhalierbaren Aerosolen, die eine Substanz zur Bildung des Aerosols aufheizen, bekannt. Abhängig von dem verwendeten System kann die Substanz flüssig oder fest sein. Im Allgemeinen wird in derartigen Systemen eine Substanz, die Tabak oder ein tabakähnliches Produkt umfasst, nicht wie in einer konventionellen Zigarette verbrannt, sondern lediglich erhitzt, ohne die Substanz zu verbrennen, um dadurch ein inhalierbares Aerosol zu erhalten. The prior art discloses systems having heaters for providing inhalable aerosols that heat a substance for forming the aerosol. Depending on the system used, the substance may be liquid or solid. In general, in such systems, a substance comprising tobacco or a tobacco-like product will not be burned as in a conventional cigarette but merely heated without burning the substance to thereby obtain an inhalable aerosol.
Beispielsweise beschreibt die WO 2013/034456 A1 den Aufbau eines Systems in dem eine Substanz, wie beispielsweise Tabak oder ein tabakähnliches Produkt, an einer Oberfläche oder in der Nähe der Oberfläche eines Heizelements erhitzt wird, bis ein nikotinhaltiges und/oder geschmackstoffhaltiges Aerosol entsteht. Das gebildete Aerosol kann mittels eines Mundstücks von einem Benutzer inhaliert werden. For example, WO 2013/034456 A1 describes the construction of a system in which a substance, such as tobacco or a tobacco-like product, is heated on a surface or in the vicinity of the surface of a heating element until a nicotine-containing and / or flavor-containing aerosol is produced. The formed aerosol can be inhaled by a user using a mouthpiece.
Die Verwendung einer Substanz in dem System zur Bereitstellung des inhalierbaren Aerosols, die nicht mit dem System und/oder der darin verwendeten Heizeinheit kompatibel ist kann das System und/oder das Heizelement beschädigen, im schlimmsten Fall sogar zu einer vollständigen Zerstörung des Systems führen. Zur Erkennung einer kompatiblen/nicht- kompatiblen Substanz, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Techniken bekannt. The use of a substance in the inhalable aerosol delivery system which is incompatible with the system and / or the heating unit used therein may damage the system and / or the heating element, in the worst case even leading to complete destruction of the system. To detect a compatible / non-compatible substance, various techniques are known in the prior art.
Beispielsweise beschreibt die US 2017/0095003 A1 eine Beimischung eines magnetischen Pulvers zu der Substanz. Beim Einbringen der Substanz in das System registriert eine Spule auf einem Heizelement des Systems eine Veränderung einer Induktivität, um zu erkennen, ob die verwendete Substanz mit dem System kompatibel, bzw. kombinierbar ist. Eine ähnliche Technik wird in der US 2016/0302488 A1 beschrieben, in der Marker in der Substanz spektroskopisch erkannt werden können. Eine optische Erkennung der Substanz mittels Diode
und Detektor wird in der WO 2017/029089 A1 beschrieben und eine Erkennung der Substanz mittels kapazitiver Messung wird in der WO 2015/140312 A1 beschrieben. For example, US 2017/0095003 A1 describes an admixture of a magnetic powder to the substance. When introducing the substance into the system, a coil on a heating element of the system registers a change in inductance to detect if the substance used is compatible with the system. A similar technique is described in US 2016/0302488 A1, in which markers in the substance can be detected spectroscopically. An optical recognition of the substance by means of a diode and detector is described in WO 2017/029089 A1 and a detection of the substance by means of capacitive measurement is described in WO 2015/140312 A1.
Die zuvor beschrieben Techniken haben allerdings den Nachteil, dass die Substanz vor der Verwendung mit dem System zur Bereitstellung des inhalierbaren Aerosols mit Markierungen versehen werden muss, um die Substanz als mit dem System und/oder der darin verwendeten Heizeinheit kompatibel zu erkennen. Auch sind für derartige Erkennungen komplexe Auswerteeinheiten, wie beispielsweise optische Systeme, Induktions- und/oder Kapazitätsmesser notwendig. However, the techniques described above have the disadvantage that, prior to use with the inhalable aerosol delivery system, the substance must be labeled to identify the substance as being compatible with the system and / or the heating unit used therein. Also complex evaluation units, such as optical systems, induction and / or capacitance meters are necessary for such detections.
Eine weitere Technik zur Erkennung einer Substanz ist in der WO 2016/150922 A2 beschrieben. In der WO 2016/150922 A2 wird vorgeschlagen, den Verlauf des Heizwiderstands des Heizelements während der Erzeugung des Aerosols zu erfassen und mit einem Referenzwert zu vergleichen, um kompatible/nicht-kompatible Substanzen zu identifizieren. Die üblicherweise in den Systemen verwendeten Heizelemente haben aber, wegen der begrenzten räumlichen Abmessungen und der damit verbundenen eingeschränkten Energieversorgungsmöglichkeiten, einen sehr geringen Innenwiderstand von ca. 1 Ohm. Zur Erfassung von Widerstandsänderungen in einem sehr kleinen Bereich von üblicherweise 0.1 bis 0.001 Ohm, bezogen auf den Absolutwert, zur Erkennung einer mit dem System kompatiblen/nicht-kompatiblen Substanz ist allerdings wiederum eine komplexe Auswerteeinheit notwendig. Another technique for detecting a substance is described in WO 2016/150922 A2. In WO 2016/150922 A2 it is proposed to record the course of the heating resistance of the heating element during the generation of the aerosol and to compare it with a reference value in order to identify compatible / non-compatible substances. However, the heating elements commonly used in the systems have, because of the limited physical dimensions and the associated limited power supply options, a very low internal resistance of about 1 ohm. To detect changes in resistance in a very small range of usually 0.1 to 0.001 ohms, based on the absolute value, for the detection of a system compatible / non-compatible substance, however, again a complex evaluation unit is necessary.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Heizeinheit für ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols bereitzustellen, das die Nachteile des Stands der Technik überwindet. Insbesondere eine Heizeinheit bereitzustellen, mit der Substanzen kostengünstig und mit geringem Aufwand erkannt werden können, die mit dem System und/oder mit der Heizeinheit nicht kompatibel sind. It is therefore an object of the present invention to provide an improved heating unit for an inhalable aerosol delivery system which overcomes the disadvantages of the prior art. In particular, to provide a heating unit with which substances can be detected inexpensively and with little effort, which are not compatible with the system and / or with the heating unit.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Heizeinheit gemäß des Gegenstands des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a heating unit according to the subject of claim 1.
Die erfindungsgemäße Heizeinheit für ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols, weist hierfür auf: The heating unit according to the invention for a system for providing an inhalable aerosol has for this purpose:
zumindest ein Substrat aufweisend zumindest ein Heizelement zum Erhitzen einer Substanz zum Bilden des inhalierbaren Aerosols und zumindest ein Temperatursensorelement zum
Erfassen einer Temperatur des Heizelements, wobei ein Innenwiderstand desat least one substrate having at least one heating element for heating a substance for forming the inhalable aerosol and at least one temperature sensor element for Detecting a temperature of the heating element, wherein an internal resistance of the
Temperatursensorelements größer ist als ein Innenwiderstand des Heizelements; und zumindest ein Steuermittel verbunden mit dem Heizelement und demTemperature sensor element is greater than an internal resistance of the heating element; and at least one control means connected to the heating element and the
Temperatursensorelement und angepasst zum: Temperature sensor element and adapted to:
Beaufschlagen des Heizelements mit einem Referenzstromverlauf, Applying a reference current profile to the heating element,
Erfassen zumindest eines Temperaturwertes von dem Temperatursensorelement, Detecting at least one temperature value from the temperature sensor element,
Ermitteln eines Entscheidungswertes basierend auf dem Temperaturwert und zumindest einem gespeicherten Referenztemperaturwert, und Determining a decision value based on the temperature value and at least one stored reference temperature value, and
Bereitstellen eines Hinweises, wenn der Entscheidungswert zumindest einen Grenzwert über- oder unterschreitet. Providing an indication if the decision value exceeds or falls below at least one limit value.
Das Substrat kann eine gepresste und gesinterte Keramik umfassen, bzw. aus dieser bestehen. Besonders geeignete Materialien für das Substrat sind beispielsweise Metalloxide wie Aluminiumoxid oder Zirkondioxid. The substrate may comprise or consist of a pressed and sintered ceramic. Particularly suitable materials for the substrate are, for example, metal oxides such as aluminum oxide or zirconium dioxide.
Das Heizelement kann ein elektrisches Heizelement, beispielsweise eine auf dem Substrat angeordnete Widerstandsleiterbahn sein und kann zum Erhitzen oder Verdampfen der Substanz in einem Temperaturbereich von 200°C bis 400°C betrieben werden. Das Heizelement kann aber, zumindest vorübergehend, auch in einem höheren Temperaturbereich, beispielsweise bei ungefähr 550°C zur Reinigung des Heizers betrieben werden. Typischerweise hat das Heizelement einen Innenwiderstand von ca. 1 Ohm. Der Temperatursensor kann beispielsweise in Dünnschichttechnik auf dem Substrat angeordnet werden. The heating element may be an electrical heating element, for example a resistance conductor track arranged on the substrate, and may be operated for heating or vaporizing the substance in a temperature range from 200 ° C to 400 ° C. However, the heating element can be operated, at least temporarily, even in a higher temperature range, for example at about 550 ° C for cleaning the heater. Typically, the heating element has an internal resistance of about 1 ohm. The temperature sensor can be arranged, for example, in thin-film technology on the substrate.
Das Temperatursensorelement kann ein temperaturabhängiger Widerstand, wie beispielsweise ein PT100 oder ein P1000 sein und auf dem Heizelement oder in der Nähe des Heizelements zur Erfassung der Temperatur des Heizelements angeordnet sein. Das Temperatursensorelement hat je nach Ausführungsform einen Innenwiderstand von 100 oder 1000 Ohm bei 0°C, der mit steigender Temperatur ansteigt. The temperature sensing element may be a temperature dependent resistor, such as a PT100 or a P1000, and may be disposed on or near the heating element for sensing the temperature of the heating element. Depending on the embodiment, the temperature sensor element has an internal resistance of 100 or 1000 ohms at 0 ° C., which increases with increasing temperature.
Das Steuermittel kann eine elektrische oder elektronische Schaltung, wie beispielsweise eine programmierbare Schaltung umfassen und innerhalb des Systems angeordnet sein und Mittel umfassen zum The control means may comprise an electrical or electronic circuit, such as a programmable circuit, and be disposed within the system and comprise means for
Beaufschlagen des Heizelements mit einem Referenzstromverlauf, Applying a reference current profile to the heating element,
Erfassen zumindest eines Temperaturwertes von dem Temperatursensorelement,
Ermitteln eines Entscheidungswertes basierend auf dem Temperaturwert und zumindest einem gespeicherten Referenztemperaturwert, und Detecting at least one temperature value from the temperature sensor element, Determining a decision value based on the temperature value and at least one stored reference temperature value, and
Bereitstellen eines Hinweises, wenn der Entscheidungswert zumindest einen Grenzwert über- oder unterschreitet. Providing an indication if the decision value exceeds or falls below at least one limit value.
Der Begriff „Referenzstromverlauf kann in diesem Zusammenhang als Beaufschlagen des Heizelements mit einem vordefinierten elektrischen Strom über eine vordefinierte Zeitspanne verstanden werden. Hierbei kann der Strom über die vordefinierte Zeitspanne konstant sein, aber auch in Abhängigkeit von der Zeit variieren und/oder im Wesentlichen konstant über die vordefinierte Zeitspanne ansteigen/abfallen. Das Erfassen des Temperaturwertes kann sofort oder zu einem bestimmten Zeitpunkt/Zeitpunkten nach dem Beaufschlagen des Heizelements mit dem Referenzstromverlauf kontinuierlich oder einmalig stattfinden. Wenn das Temperatursensorelement ein temperaturabhängiger Widerstand ist, kann der Temperaturwert aus einem Widerstandswert des temperaturabhängigen Widerstands ermittelt werden. Der Entscheidungswert kann anschließend aus einem Vergleich des Temperaturwertes und eines gespeicherten Referenztemperaturwertes ermittelt werden. Im einfachsten Fall kann dies durch den Vergleich lediglich der beiden Werte stattfinden. Um die Genauigkeit zu erhöhen, kann der Entscheidungswert auch aus einem Vergleich mehrerer Temperaturwerte und Referenztemperaturwerte, beispielsweise kontinuierlich, ermittelt werden. So kann zum Beispiel der Entscheidungswert aus der Summe der Differenzen zwischen den in der vordefinierten Zeitspanne ermittelten Temperaturwerten und den korrespondierenden Referenztemperaturwerten ermittelt werden. Der ermittelte Entscheidungswert/die ermittelten Entscheidungswerte kann/können danach mit einem Grenzwert, der in dem Steuermittel abgelegt sein kann und beispielsweise einen maximalen Fehler definieren kann, verglichen werden. Falls dieser Grenzwert über- oder unterschritten wird, wird ein Hinweis bereitgestellt, dass die momentan verwendete Substanz zum Erzeugen des Aerosols, die an dem Heizelement angeordnet ist und von dem Heizelement erhitzt wird nicht kompatibel ist. Der Hinweis kann als elektrisches Signal an einem Ausgang des Steuermittels bereitgestellt werden und/oder als logisches Signal innerhalb des Steuermittels erzeugt werden und in dem Steuermittel weiterverarbeitet werden. Beispielsweise kann der Hinweis in dem Steuermittel ein sofortiges Abschalten des Heizelements oder das Ausgeben eines optischen oder akustischen Signals bewirken. The term "reference current profile can be understood in this context as applying a predefined electrical current over a predefined period of time to the heating element. In this case, the current over the predefined period of time may be constant, but also vary as a function of time and / or increase / decrease substantially constant over the predefined time period. The detection of the temperature value can take place continuously or once at a specific time / points in time after the heating element is subjected to the reference current profile. If the temperature sensor element is a temperature-dependent resistor, the temperature value can be determined from a resistance value of the temperature-dependent resistor. The decision value can then be determined from a comparison of the temperature value and a stored reference temperature value. In the simplest case, this can be done by comparing only the two values. In order to increase the accuracy, the decision value can also be determined from a comparison of a plurality of temperature values and reference temperature values, for example continuously. Thus, for example, the decision value can be determined from the sum of the differences between the temperature values determined in the predefined period of time and the corresponding reference temperature values. The determined decision value (s) may then be compared to a threshold that may be stored in the control means and, for example, define a maximum error. If this limit is exceeded or undershot, an indication is provided that the currently used substance for generating the aerosol, which is arranged on the heating element and heated by the heating element is not compatible. The indication may be provided as an electrical signal at an output of the control means and / or generated as a logical signal within the control means and further processed in the control means. For example, the indication in the control means may cause an immediate shutdown of the heating element or the output of an optical or acoustic signal.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zu Grunde, dass Temperaturwerte des Temperatursensorelements durch die Verwendung eines separaten Temperatursensorelements
mit einem höheren Innerwiderstand als der Innenwiderstand des Heizelements sehr genau und mit geringem Aufwand und daher kostengünstig erfasst werden können. Die genauen Temperaturwerte werden danach einfach mit Referenztemperaturwerten verglichen, um für den angelegten Referenzstromverlauf herauszufinden, ob die momentan verwendete Substanz zum Erzeugen des Aerosols mit dem Heizelement/System kompatibel ist. The invention is based on the surprising finding that the temperature values of the temperature sensor element are due to the use of a separate temperature sensor element can be detected with a higher internal resistance than the internal resistance of the heating element very accurately and with little effort and therefore cost. The exact temperature values are then simply compared to reference temperature values to find out for the applied reference current history whether the currently used substance for generating the aerosol is compatible with the heating element / system.
In einem Beispiel weist die Heizeinheit zumindest ein Energieversorgungsmittel auf und das Steuermittel ist angepasst das Heizelement über das Energieversorgungsmittel mit dem Referenzstromverlauf zu beaufschlagen und der Temperaturwert verläuft proportional zu der Höhe des Referenzstroms. In one example, the heating unit has at least one energy supply means and the control means is adapted to apply the heating element via the power supply means with the reference current profile and the temperature value is proportional to the height of the reference current.
In dem oben genannten Beispiel kann weiterhin das Energieversorgungsmittel angepasst sein bei Erhalt eines Hinweises von dem Steuermittel die Energieversorgung des Heizelements zu unterbrechen. In the above example, furthermore, the power supply means may be adapted upon receiving an indication from the control means to cut off the power supply of the heating element.
In einem Beispiel ist das Steuermittel angepasst den Temperaturwert während des Referenzstromverlaufs zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zu ermitteln. In one example, the control means is adapted to determine the temperature value during the reference current waveform at a predetermined time.
In einem weiteren Beispiel ist das Steuermittel angepasst mindestens zwei, bevorzugt eine Vielzahl von Temperaturwerten, zu vorbestimmten Zeitpunkten während des Referenzstromverlaufs zu ermitteln, und den Entscheidungswert zwischen den Temperaturwerten und gespeicherten Referenztemperaturwerten zu ermitteln. In a further example, the control means is adapted to determine at least two, preferably a plurality of temperature values, at predetermined times during the reference current profile, and to determine the decision value between the temperature values and stored reference temperature values.
In noch einem Beispiel ist das Steuermittel angepasst den Entscheidungswert aus der Differenz des Temperaturwerts/der Temperaturwerte und des Referenztemperaturwerts/der Referenztemperaturwerte zu ermitteln. In yet another example, the control means is adapted to determine the decision value from the difference of the temperature value (s) and the reference temperature value (s).
In einem weiteren Beispiel sind das Heizelement und das Temperatursensorelement auf derselben Seite des Substrats separat und benachbart angeordnet, insbesondere in Dünnschichttechnik auf derselben Seite des Substrats angeordnet. In another example, the heating element and the temperature sensor element are arranged separately and adjacent to one another on the same side of the substrate, in particular in thin-film technology on the same side of the substrate.
In noch einem Beispiel weist die Heizeinheit zumindest eine elektrisch isolierende Schicht auf, wobei die elektrisch isolierende Schicht zumindest bereichsweise auf dem Heizelement und/oder dem Temperatursensorelement angeordnet ist.
In einem weiteren Beispiel weist die Heizeinheit ein Gehäuse mit einer Aufnahme zum Halten der Substanz zum Bilden des inhalierbaren Aerosols auf, bevorzugt ist die Aufnahme angepasst die Substanz unmittelbar an dem Heizelement und/oder das Heizelement umgebend zu halten. In yet another example, the heating unit has at least one electrically insulating layer, wherein the electrically insulating layer is arranged at least in regions on the heating element and / or the temperature sensor element. In another example, the heating unit has a housing with a receptacle for holding the substance for forming the inhalable aerosol, preferably the receptacle is adapted to hold the substance immediately adjacent to the heating element and / or surrounding the heating element.
Auch schlägt die Erfindung eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Heizeinheit in einem System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols vor. The invention also proposes a use of a heating unit according to the invention in a system for providing an inhalable aerosol.
Weiterhin schlägt die Erfindung ein Verfahren vor zum Betreiben einer Heizeinheit für ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols, aufweisend die Schritte: Furthermore, the invention proposes a method for operating a heating unit for a system for providing an inhalable aerosol, comprising the steps:
Beaufschlagen zumindest eines Heizelements mit zumindest einem Referenzstromverlauf, Erfassen zumindest eines Temperaturwertes von zumindest einem Temperatursensorelement angeordnet auf einem Substrat mit dem Heizelement zum Erhitzen einer Substanz zum Bilden des inhalierbaren Aerosols, wobei ein Innenwiderstand des Temperatursensorelements größer ist als ein Innenwiderstand des Heizelements; Applying at least one heating element having at least one reference current profile, detecting at least one temperature value of at least one temperature sensor element arranged on a substrate with the heating element for heating a substance for forming the inhalable aerosol, wherein an internal resistance of the temperature sensor element is greater than an internal resistance of the heating element;
Ermitteln eines Entscheidungswertes basierend auf dem Temperaturwert und zumindest einem gespeicherten Referenztemperaturwert; und Determining a decision value based on the temperature value and at least one stored reference temperature value; and
Bereitstellen eines Hinweises, wenn der Entscheidungswert zumindest einen Grenzwert über- oder unterschreitet. Providing an indication if the decision value exceeds or falls below at least one limit value.
In einem Beispiel weist das Ermitteln des Entscheidungswerts auf: In one example, determining the decision value includes:
Ermitteln des Temperaturwerts zu einem vorbestimmten Zeitpunkt während des Referenzstromverlaufs. Determining the temperature value at a predetermined time during the reference current waveform.
In noch einem Beispiel weist das Ermitteln des Entscheidungswerts auf: In yet another example, determining the decision value includes:
Ermitteln von mindestens zwei, bevorzugt einer Vielzahl von Temperaturwerten, zu vorbestimmten Zeitpunkten während des Referenzstromverlaufs, und Ermitteln des Entscheidungswerts zwischen den Temperaturwerten und gespeicherten Referenztemperaturwerten. Determining at least two, preferably a plurality of temperature values, at predetermined times during the reference current waveform, and determining the decision value between the temperature values and stored reference temperature values.
In einem weiteren Beispiel wird der Entscheidungswert ermittelt mittels der Differenz des Temperaturwerts/der Temperaturwerte und des Referenztemperaturwerts/der Referenztemperaturwerte.
In einem weiteren Beispiel wird der Entscheidungswert aus der Summe der Differenzen zwischen den in der vordefinierten Zeitspanne ermittelten Temperaturwerten und den korrespondierenden Referenztemperaturwerten ermittelt. In another example, the decision value is determined by the difference of the temperature value (s) and the reference temperature value (s). In another example, the decision value is determined from the sum of the differences between the temperature values determined in the predefined period of time and the corresponding reference temperature values.
In noch einem Beispiel wird der Grenzwert festgelegt mittels: In another example, the threshold is set by:
Anordnen einer Referenzsubstanz an dem Heizelement; Placing a reference substance on the heating element;
Beaufschlagen des Heizelements mit dem Referenzstromverlauf, Applying the reference current profile to the heating element,
Erfassen des Referenztemperaturwerts während des Referenzstromverlaufs, bevorzugt Erfassen einer Vielzahl von Referenztemperaturwerten zu vorbestimmten Zeitpunkten während des Referenzstromverlaufs; und Detecting the reference temperature value during the reference current waveform, preferably detecting a plurality of reference temperature values at predetermined times during the reference current waveform; and
Speichern des Referenztemperaturwerts, bevorzugt der Referenztemperaturwerte, in einem Steuermittel. Storing the reference temperature value, preferably the reference temperature values, in a control means.
Als„Referenzsubstanz“ kann in diesem Zusammenhang eine bekannte Substanz, eine ideale Substanz, oder auch eine Testsubstanz bezeichnet werden, die mit dem System zur Bereitstellung des inhalierbaren Aerosols und/oder der Heizeinheit kompatibel ist. Beispielsweise kann es sich bei der„Referenzsubstanz“ um ein Originalprodukt des Herstellers halten. Die Festlegung des Grenzwertes kann einmalig vor dem Verkauf des Systems vom Hersteller oder von einem Händler durchgeführt werden und der Referenztemperaturwert kann für die gesamte Lebensdauer des Systems in dem Steuermittel gespeichert bleiben. In this context, "known reference substance" may be a known substance, an ideal substance, or also a test substance which is compatible with the system for providing the inhalable aerosol and / or the heating unit. For example, the "reference substance" may be an original product of the manufacturer. The determination of the limit may be made once by the manufacturer or by a distributor prior to the sale of the system, and the reference temperature value may remain stored in the control means for the life of the system.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen erläutert sind. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description, are explained in the preferred embodiments of the invention with reference to schematic drawings.
Dabei zeigt: Showing:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung durch ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols mit einer Heizeinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Figure 1 is a schematic sectional view of a system for providing an inhalable aerosol with a heating unit according to an embodiment of the invention;
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung durch ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols mit einer daran angeordneten Substanz zum Bilden des inhalierbaren Aerosols und einer Heizeinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 3 ein Verfahren zum Betreiben einer Heizeinheit gemäß einerFigure 2 is a schematic sectional view through a system for providing an inhalable aerosol with a substance arranged thereon for forming the inhalable aerosol and a heating unit according to an embodiment of the invention; 3 shows a method for operating a heating unit according to a
Ausführungsform der Erfindung; und Embodiment of the invention; and
Figur 4 ein Verfahren zum Festlegen eines Grenzwertes gemäß einer 4 shows a method for setting a limit value according to a
Ausführungsform der Erfindung. Embodiment of the invention.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch ein System 1 zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols mit einer Heizeinheit 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1 shows a schematic sectional view through a system 1 for providing an inhalable aerosol with a heating unit 3 according to an embodiment of the invention.
Die gezeigte Heizeinheit 3 weist ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 5 mit einer Aufnahme 7 zum Halten einer Substanz zum Bilden des inhalierbaren Aerosols auf. Die Aufnahme 7 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet, um eine ebenfalls zylindrische, oder rohrförmig angeordnete Substanz zu halten. The heating unit 3 shown has a substantially cylindrical housing 5 with a receptacle 7 for holding a substance for forming the inhalable aerosol. The receptacle 7 is designed substantially cylindrical to hold a likewise cylindrical or tubular substance arranged.
In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform ist das Heizelement 11 mäanderförmig auf einem Substrat 9 angeordnet. Das Heizelement 11 weist eine Widerstandsleiterbahn auf und ist in Dünnschichttechnik auf dem Substrat 9 aufgebracht. Das Substrat 9 ist in der gezeigten Ausführungsform aus einer zu einer Platte gepressten und gesinterten Keramik aus Aluminiumoxid gebildet. Wenn die Widerstandsleiterbahn von einem Strom durchflossen wird erwärmt sich die Widerstandsleiterbahn und kann hierdurch eine daran angeordnete Substanz erhitzen. Das gezeigte Substrat 9 ist in der gezeigten Ausführungsform zu seinem Endbereich hin spitz zulaufend oder pfeilförmig ausgestaltet. In nicht gezeigten Ausführungsformen kann das Substrat 9 aber auch aus anderen Materialien ausgebildet sein und/oder anders ausgestaltet sein, wie beispielsweise rechteckig oder dreieckig. In the embodiment shown in FIG. 1, the heating element 11 is arranged meander-shaped on a substrate 9. The heating element 11 has a resistance conductor track and is applied to the substrate 9 in thin-film technology. The substrate 9 is formed in the embodiment shown from a plate pressed and sintered ceramic of alumina. When a current flows through the resistor track, the resistor track heats up and can thereby heat a substance disposed thereon. In the embodiment shown, the substrate 9 shown is designed tapering towards its end region or in the shape of an arrow. In embodiments not shown, the substrate 9 may also be formed from other materials and / or configured differently, such as rectangular or triangular.
Das in Figur 1 gezeigte Temperatursensorelement 13 ist ebenfalls mäanderförmig ausgestaltet und kann auf dem Substrat 9, wie auch das Heizelement 11 , in Dünnschichttechnik angeordnet sein. In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann das Temperatursensorelement 13 auch ein separates Gehäuse aufweisen. Vorteilhaft ist in der gezeigten Ausführungsform die sehr gute Wärmekopplung zwischen Temperatursensorelement 13 und Substrat 9, und dass der Innenwiderstand des Temperatursensorelements 13 größer ist als der Innenwiderstand des Heizelements 1 1 , um dadurch eine einfachere Erfassung der Temperatur, bzw. Temperaturänderungen im Vergleich zu einer direkten Messung an dem Heizelement 11 zu ermöglichen.
Das gezeigte Heizelement 11 und das Temperatursensorelement 13 sind in der gezeigten Ausführungsform mit einem Steuermittel 15 verbunden. Das Steuermittel 15 kann eine elektrische oder elektronische Schaltung, wie beispielsweise eine programmierbare Schaltung, aufweisen. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Steuermittel 15 Mittel zum Beaufschlagen 17 des Heizelements mit einem Referenzstromverlauf, Mittel zum Erfassen 19 zumindest eines Temperaturwertes von dem Temperatursensorelement 13, Mittel zum Ermitteln 21 eines Entscheidungswertes basierend auf dem Temperaturwert und zumindest einem gespeicherten Referenztemperaturwert, und Mittel zum Bereitstellen 23 eines Hinweises, wenn der Entscheidungswert zumindest einen Grenzwert über- oder unterschreitet. In der gezeigten Ausführungsform sind diese Mittel 17 - 23 elektronisch in dem Steuermittel 15 realisiert. In nicht gezeigten Ausführungsformen können diese Mittel 17 - 23 aber auch durch separate elektronische Schaltungen in dem Steuermittel 15 realisiert sein. The temperature sensor element 13 shown in FIG. 1 is likewise designed in meandering fashion and can be arranged on the substrate 9, as well as the heating element 11, in thin-film technology. In an embodiment not shown, the temperature sensor element 13 may also have a separate housing. It is advantageous in the embodiment shown, the very good thermal coupling between the temperature sensor element 13 and substrate 9, and that the internal resistance of the temperature sensor element 13 is greater than the internal resistance of the heating element 1 1, thereby simplifying detection of temperature, or temperature changes compared to a direct Allow measurement on the heating element 11. The heating element 11 shown and the temperature sensor element 13 are connected to a control means 15 in the embodiment shown. The control means 15 may comprise an electrical or electronic circuit, such as a programmable circuit. In the illustrated embodiment, the control means 15 comprises means for applying a reference current waveform to the heating element 17, means for detecting 19 at least one temperature value from the temperature sensor element 13, means 21 for determining a decision value based on the temperature value and at least one stored reference temperature value, and means for providing 23 an indication if the decision value exceeds or falls below at least one threshold. In the embodiment shown, these means 17-23 are implemented electronically in the control means 15. In embodiments not shown, these means 17 - 23 but also by separate electronic circuits in the control means 15 may be realized.
Auch wird in Figur 1 ein Energieversorgungsmittel 25 gezeigt, das mit dem Steuermittel 15 verbunden ist und zur Energieversorgung des Steuermittels 15, wie auch des Heizelements 11 und des Temperatursensorelements 13 dient. Also shown in Figure 1, a power supply means 25 which is connected to the control means 15 and for the power supply of the control means 15, as well as the heating element 11 and the temperature sensor element 13 is used.
In Figur 2 wird eine schematische Schnittdarstellung durch ein System 1 zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols mit einer daran angeordneten Substanz 27 zum Bilden des inhalierbaren Aerosols und einer Heizeinheit 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. FIG. 2 shows a schematic sectional illustration through a system 1 for providing an inhalable aerosol with a substance 27 arranged thereon for forming the inhalable aerosol and a heating unit 3 according to an embodiment of the invention.
Das gezeigte System 1 entspricht dem System 1 , das bereits in Figur 1 gezeigt wurde, mit dem Unterschied, dass eine Substanz 27 zum Bilden des inhalierbaren Aerosols in die Aufnahme eingebracht wurde. Die Substanz 27 umfasst einen Tabak oder ein tabakähnliches Produkt und bildet das Aerosol, wenn die Substanz 27 mit dem Heizelement 1 1 erwärmt wird. The system 1 shown corresponds to the system 1 already shown in FIG. 1, with the difference that a substance 27 for forming the inhalable aerosol has been introduced into the receptacle. The substance 27 comprises a tobacco or a tobacco-like product and forms the aerosol when the substance 27 is heated with the heating element 11.
Figur 3 zeigt ein Verfahren zum Betreiben einer Heizeinheit für ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. FIG. 3 shows a method for operating a heating unit for a system for providing an inhalable aerosol according to an embodiment of the invention.
Das gezeigte Verfahren 1000 zum Betreiben einer Heizeinheit für ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols, aufweisend die Schritte: The illustrated method 1000 of operating a heating unit for an inhalable aerosol delivery system, comprising the steps of:
Beaufschlagen 1010 zumindest eines Heizelements mit zumindest einem Applying 1010 at least one heating element with at least one
Referenzstromverlauf,
Erfassen 1020 zumindest eines Temperaturwertes von zumindest einem Reference current course, Detecting 1020 at least one temperature value of at least one
Temperatursensorelement angeordnet auf einem Substrat mit dem Heizelement zum Erhitzen einer Substanz zum Bilden des inhalierbaren Aerosols, wobei ein Innenwiderstand des Temperature sensor element disposed on a substrate with the heating element for heating a substance for forming the inhalable aerosol, wherein an internal resistance of the
Temperatursensorelements größer ist als ein Innenwiderstand des Heizelements; Temperature sensor element is greater than an internal resistance of the heating element;
Ermitteln 1030 eines Entscheidungswertes basierend auf dem Temperaturwert und zumindest einem gespeicherten Referenztemperaturwert; und Determining 1030 a decision value based on the temperature value and at least one stored reference temperature value; and
Bereitstellen 1040 eines Hinweises, wenn der Entscheidungswert zumindest einen Grenzwert über- oder unterschreitet. Providing 1040 an indication if the decision value exceeds or falls below at least one threshold.
Weiterhin zeigt Figur 4 ein Verfahren 1100 zum Festlegen eines Grenzwertes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Furthermore, FIG. 4 shows a method 1100 for setting a limit value according to an embodiment of the invention.
Das gezeigte Verfahren 1 100 weist hierfür die folgenden Schritte auf: The method 1 100 shown has the following steps for this purpose:
Anordnen 1 110 einer Referenzsubstanz an dem Heizelement Arranging 1 110 a reference substance on the heating element
Beaufschlagen 1 120 des Heizelements mit dem Referenzstromverlauf, Applying 1 120 of the heating element with the reference current profile,
Erfassen 1130 des Referenztemperaturwerts während des Referenzstromverlaufs, bevorzugt Erfassen einer Vielzahl von Referenztemperaturwerten zu vorbestimmten Zeitpunkten während des Referenzstromverlaufs; und Detecting 1130 the reference temperature value during the reference current waveform, preferably detecting a plurality of reference temperature values at predetermined times during the reference current waveform; and
Speichern 1 140 des Referenztemperaturwerts, bevorzugt der Referenztemperaturwerte, in einem Steuermittel. Storing 1 140 the reference temperature value, preferably the reference temperature values, in a control means.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen und in den Figuren dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination wesentlich für die Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen sein.
The features set forth in the foregoing description, in the claims and in the figures may be essential to the invention in its various embodiments both individually and in any combination.
Bezuqszeichenliste LIST OF REFERENCES
1 System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols1 system for providing an inhalable aerosol
3 Heizeinheit 3 heating unit
5 Gehäuse 5 housing
7 Aufnahme 7 recording
9 Substrat 9 substrate
1 1 Heizelement 1 1 heating element
13 T emperatursensorelement 13 Temperature sensor element
15 Steuermittel 15 tax funds
17 Mittel zum Beaufschlagen 17 means for applying
19 Mittel zum Erfassen 19 means for detecting
21 Mittel zum Ermitteln 21 Means of detection
23 Mittel zum Bereitstellen 23 means for providing
25 Energieversorgungsmittel 25 energy supplies
27 Substanz 27 substance
1000 Verfahren zum Betreiben 1000 methods of operation
1010 Beaufschlagen 1010 Apply
1020 Erfassen 1020 Capture
1030 Ermitteln 1030 Determine
1040 Bereitstellen 1040 Deploy
1 100 Verfahren zum Festlegen eines Grenzwertes 1 100 Procedure for setting a limit value
1 1 10 Anordnen 1 1 10 Arranging
1 120 Beaufschlagen 1 120 Apply
1 130 Erfassen 1 130 Capture
1 140 Speichern
1 140 Save
Claims
1. Eine Heizeinheit für ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols, 1. A heating unit for a system for providing an inhalable aerosol,
aufweisend: comprising:
zumindest ein Substrat (9) aufweisend zumindest ein Heizelement (11 ) zum Erhitzen einer Substanz (27) zum Bilden des inhalierbaren Aerosols und zumindest ein at least one substrate (9) comprising at least one heating element (11) for heating a substance (27) for forming the inhalable aerosol and at least one
Temperatursensorelement (13) zum Erfassen einer Temperatur des Heizelements (11 ), wobei ein Innenwiderstand des Temperatursensorelements (13) größer ist als ein Innenwiderstand des Heizelements (1 1 ); und Temperature sensor element (13) for detecting a temperature of the heating element (11), wherein an internal resistance of the temperature sensor element (13) is greater than an internal resistance of the heating element (1 1); and
zumindest ein Steuermittel (15) verbunden mit dem Heizelement (1 1 ) und dem at least one control means (15) connected to the heating element (1 1) and the
Temperatursensorelement (13) und angepasst zum: Temperature sensor element (13) and adapted to:
Beaufschlagen des Heizelements (11 ) mit einem Referenzstromverlauf, Applying the heating element (11) with a reference current profile,
Erfassen zumindest eines Temperaturwertes von dem Temperatursensorelement Detecting at least one temperature value from the temperature sensor element
(13), (13)
Ermitteln eines Entscheidungswertes basierend auf dem Temperaturwert und zumindest einem gespeicherten Referenztemperaturwert, und Determining a decision value based on the temperature value and at least one stored reference temperature value, and
Bereitstellen eines Hinweises, wenn der Entscheidungswert zumindest einen Grenzwert über- oder unterschreitet. Providing an indication if the decision value exceeds or falls below at least one limit value.
2. Die Heizeinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass 2. The heating unit according to claim 1, characterized in that
die Heizeinheit zumindest ein Energieversorgungsmittel (25) aufweist und das the heating unit has at least one energy supply means (25) and the
Steuermittel (15) angepasst ist das Heizelement (11 ) über das Energieversorgungsmittel (25) mit dem Referenzstromverlauf zu beaufschlagen und der Temperaturwert proportional zu der Höhe des Referenzstroms verläuft. Control means (15) adapted to act on the heating element (11) via the power supply means (25) with the reference current profile and the temperature value is proportional to the height of the reference current.
3. Die Heizeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass 3. The heating unit according to claim 2, characterized in that
das Energieversorgungsmittel (25) angepasst ist bei Erhalt eines Hinweises von dem Steuermittel (15) die Energieversorgung des Heizelements (11 ) zu unterbrechen. the power supply means (25) is adapted upon receiving an indication from the control means (15) to cut off the power supply of the heating element (11).
4. Die Heizeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 4. The heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that
das Steuermittel (15) angepasst ist den Temperaturwert während des the control means (15) is adapted to the temperature value during the
Referenzstromverlaufs zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zu ermitteln.
Reference current profile to determine at a predetermined time.
5. Die Heizeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 5. The heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that
das Steuermittel (15) angepasst ist mindestens zwei, bevorzugt eine Vielzahl von Temperaturwerten, zu vorbestimmten Zeitpunkten während des Referenzstromverlaufs zu ermitteln, und den Entscheidungswert zwischen den Temperaturwerten und gespeicherten Referenztemperaturwerten zu ermitteln. the control means (15) is adapted to determine at least two, preferably a plurality of temperature values, at predetermined times during the reference current profile, and to determine the decision value between the temperature values and stored reference temperature values.
6. Die Heizeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 6. The heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that
das Steuermittel (15) angepasst ist den Entscheidungswert aus der Differenz des Temperaturwerts/der Temperaturwerte und des Referenztemperaturwerts/der the control means (15) is adapted the decision value from the difference of the temperature value (s) and the reference temperature value (s)
Referenztemperaturwerte zu ermitteln. To determine reference temperature values.
7. Die Heizeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 7. The heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that
das Heizelement (11 ) und das Temperatursensorelement (13) auf derselben Seite des Substrats (9) separat und benachbart angeordnet sind, insbesondere in the heating element (11) and the temperature sensor element (13) are arranged separately and adjacently on the same side of the substrate (9), in particular in FIG
Dünnschichttechnik auf derselben Seite des Substrats (9) angeordnet sind. Thin-film technology on the same side of the substrate (9) are arranged.
8. Die Heizeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 8. The heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that
die Heizeinheit zumindest eine elektrisch isolierende Schicht aufweist, wobei die elektrisch isolierende Schicht zumindest bereichsweise auf dem Heizelement (11 ) und/oder dem Temperatursensorelement (13) angeordnet ist. the heating unit has at least one electrically insulating layer, wherein the electrically insulating layer is arranged at least in regions on the heating element (11) and / or the temperature sensor element (13).
9. Die Heizeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 9. The heating unit according to one of the preceding claims, characterized in that
die Heizeinheit ein Gehäuse (5) mit einer Aufnahme (7) zum Halten der Substanz (27) zum Bilden des inhalierbaren Aerosols aufweist, bevorzugt ist die Aufnahme (7) angepasst die Substanz (27) unmittelbar an dem Heizelement (1 1 ) und/oder das Heizelement (11 ) umgebend zu halten. the heating unit has a housing (5) with a receptacle (7) for holding the substance (27) for forming the inhalable aerosol, the receptacle (7) is adapted to adapt the substance (27) directly to the heating element (1 1) and / or to keep the heating element (11) surrounding.
10. Verwendung einer Heizeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols.
10. Use of a heating unit according to one of claims 1 to 9 in a system for providing an inhalable aerosol.
11. Ein Verfahren zum Betreiben einer Heizeinheit für ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols, aufweisend die Schritte: 11. A method of operating a heating unit for an inhalable aerosol delivery system, comprising the steps of:
Beaufschlagen (1010) zumindest eines Heizelements (11 ) mit zumindest einem Applying (1010) at least one heating element (11) with at least one
Referenzstromverlauf, Reference current course,
Erfassen (1020) zumindest eines Temperaturwertes von zumindest einem Detecting (1020) at least one temperature value of at least one
Temperatursensorelement (13) angeordnet auf einem Substrat (9) mit dem Heizelement (1 1 ) zum Erhitzen einer Substanz (27) zum Bilden des inhalierbaren Aerosols, wobei ein Innenwiderstand des Temperatursensorelements (13) größer ist als ein Innenwiderstand des Heizelements (11 ); Temperature sensor element (13) arranged on a substrate (9) with the heating element (1 1) for heating a substance (27) for forming the inhalable aerosol, wherein an internal resistance of the temperature sensor element (13) is greater than an internal resistance of the heating element (11);
Ermitteln (1030) eines Entscheidungswertes basierend auf dem Temperaturwert und zumindest einem gespeicherten Referenztemperaturwert; und Determining (1030) a decision value based on the temperature value and at least one stored reference temperature value; and
Bereitstellen (1040) eines Hinweises, wenn der Entscheidungswert zumindest einen Grenzwert über- oder unterschreitet. Providing (1040) an indication if the decision value exceeds or falls below at least one threshold.
12. Das Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass 12. The method according to claim 11, characterized in that
das Ermitteln (1030) des Entscheidungswerts aufweist: determining (1030) the decision value comprises:
Ermitteln des Temperaturwerts zu einem vorbestimmten Zeitpunkt während des Referenzstromverlaufs. Determining the temperature value at a predetermined time during the reference current waveform.
13. Das Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass 13. The method of claim 1 1 or 12, characterized in that
das Ermitteln (1030) des Entscheidungswerts aufweist: determining (1030) the decision value comprises:
Ermitteln von mindestens zwei, bevorzugt einer Vielzahl von Temperaturwerten, zu vorbestimmten Zeitpunkten während des Referenzstromverlaufs, und Ermitteln des Entscheidungswerts zwischen den Temperaturwerten und gespeicherten Determining at least two, preferably a plurality of temperature values, at predetermined times during the reference current profile, and determining the decision value between the temperature values and stored
Referenztemperaturwerten. Reference temperature values.
14. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Entscheidungswert ermittelt wird mittels der Differenz des Temperaturwerts/der Temperaturwerte und des Referenztemperaturwerts/der Referenztemperaturwerte. 14. The method according to claim 11, wherein the decision value is determined by means of the difference between the temperature value (s) and the reference temperature value (s).
15. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert festgelegt wird mittels: 15. The method according to any one of claims 11 to 14, characterized in that the limit value is set by means of:
Anordnen (11 10) einer Referenzsubstanz an dem Heizelement (11 ); Arranging (11-10) a reference substance on the heating element (11);
Beaufschlagen (1 120) des Heizelements (11 ) mit dem Referenzstromverlauf,
Erfassen (1130) des Referenztemperaturwerts während des Referenzstromverlaufs, bevorzugt Erfassen einer Vielzahl von Referenztemperaturwerten zu vorbestimmten Zeitpunkten während des Referenzstromverlaufs; und Applying (1 120) the heating element (11) with the reference current profile, Detecting (1130) the reference temperature value during the reference current waveform, preferably detecting a plurality of reference temperature values at predetermined times during the reference current waveform; and
Speichern (1 140) des Referenztemperaturwerts, bevorzugt der Storing (1 140) the reference temperature value, preferably the
Referenztemperaturwerte, in einem Steuermittel (15).
Reference temperature values, in a control means (15).
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